A "Trojan horse" strategy to reverse drug-resistance in brain tumors

Los gliomas malignos representan una de las formas más agresivas de los tumores del sistema nervioso central (SNC). De acuerdo con la clasificación de los tumores cerebrales de la Organización Mundial de la Salud (OMS), los astrocitomas han sido categorizados en cuatro grados, determinados por la patología subyacente. Es así como los gliomas malignos (o de alto grado) incluyen el glioma anaplásico (grado III) así como el glioblastoma multiforme (GBM, grado IV),estos últimos los más agresivos con el peor pronóstico (1). El manejo terapéutico de los tumores del SNC se basa en la cirugía, la radioterapia y la quimioterapia, dependiendo de las características del tumor, el estadio clínico y la edad (2),(3), sin embargo ninguno de los tratamientos estándar es completamente seguro y compatible con una calidad de vida aceptable (3), (4). En general, la quimioterapia es la primera opción en los tumores diseminados, como el glioblastoma invasivo y el meduloblastoma de alto riesgo o con metástasis múltiple, pero el pronóstico en estos pacientes es muy pobre (2),(3). Solamente nuevas terapias dirigidas (2) como las terapias anti-angiogénicas (4); o terapias génicas muestran un beneficio real en grupos limitados de pacientes con defectos moleculares específicos conocidos (4). De este modo, se hace necesario el desarrollo de nuevas terapias farmacológicas para atacar los tumores cerebrales. Frente a las terapias los gliomas malignos son con frecuencia quimioresistentes, y esta resistencia parece depender de al menos dos mecanismos: en primer lugar, la pobre penetración de muchas drogas anticáncer a través de la barrera hematoencefálica (BBB: Blood Brain Barrier), la barrera del fluido sangre-cerebroespinal (BCSFB: Blood-cerebrospinal fluid barrier) y la barrera sangre-tumor (BTB: blood-tumor barrier). Dicha resistencia se debe a la interacción de la droga con varios transportadores o bombas de eflujo de droga ABC (ABC: ATP-binding cassette) que se sobre expresan en las células endoteliales o epiteliales de estas barreras. En segundo lugar, estos transportadores de eflujo de drogas ABC propios de las células tumorales confieren un fenotipo conocido como resistencia a multidrogas (MDR: multidrug resistance), el cual es característico de varios tumores sólidos. Este fenotipo también está presente en los tumores del SNC y su papel en gliomas es objeto de investigación (5). Por consiguiente el suministro de medicamentos a través de la BBB es uno de los problemas vitales en los tratamientos de terapia dirigida. Estudios recientes han demostrado que algunas moléculas pequeñas utilizadas en estas terapias son sustratos de la glicoproteína P (Pgp: P-gycoprotein), así como también de otras bombas de eflujo como las proteínas relacionadas con la resistencia a multidrogas (MRPs: multidrug resistance-related proteins (MRPs) o la proteína relacionada con cáncer de seno (BCRP: breast-cancer resistance related protein)) que no permiten que las drogas de este tipo alcancen el tumor (1). Un sustrato de Pgp y BCRP es la DOXOrubicina (DOXO), un fármaco utilizado en la terapia anti cáncer, el cual es muy eficaz para atacar las células del tumor cerebral in vitro, pero con un uso clínico limitado por la poca entrega a través de la barrera hematoencefálica (BBB) y por la resistencia propia de los tumores. Por otra parte las células de BBB y las células del tumor cerebral tienen también proteínas superficiales, como el receptor de la lipoproteína de baja densidad (LDLR), que podría utilizarse como blanco terapéutico en BBB y tumores cerebrales. Es asi como la importancia de este estudio se basa en la generación de estrategias terapéuticas que promuevan el paso de las drogas a través de la barrera hematoencefalica y tumoral, y a su vez, se reconozcan mecanismos celulares que induzcan el incremento en la expresión de los transportadores ABC, de manera que puedan ser utilizados como blancos terapéuticos.Este estudio demostró que el uso de una nueva estrategia basada en el “Caballo de Troya”, donde se combina la droga DOXOrubicina, la cual es introducida dentro de un liposoma, salvaguarda la droga de manera que se evita su reconocimiento por parte de los transportadores ABC tanto de la BBB como de las células del tumor. La construcción del liposoma permitió utilizar el receptor LDLR de las células asegurando la entrada a través de la BBB y hacia las células tumorales a través de un proceso de endocitosis. Este mecanismo fue asociado al uso de estatinas o drogas anticolesterol las cuales favorecieron la expresión de LDLR y disminuyeron la actividad de los transportadores ABC por nitración de los mismos, incrementando la eficiencia de nuestro Caballo de Troya. Por consiguiente demostramos que el uso de una nueva estrategia o formulación denominada ApolipoDOXO más el uso de estatinas favorece la administración de fármacos a través de la BBB, venciendo la resistencia del tumor y reduciendo los efectos colaterales dosis dependiente de la DOXOrubicina. Además esta estrategia del "Caballo de Troya", es un nuevo enfoque terapéutico que puede ser considerado como una nueva estrategia para aumentar la eficacia de diferentes fármacos en varios tumores cerebrales y garantiza una alta eficiencia incluso en un medio hipóxico,característico de las células cancerosas, donde la expresión del transportador Pgp se vió aumentada. Teniendo en cuenta la relación entre algunas vías de señalización reconocidas como moduladores de la actividad de Pgp, este estudio presenta no solo la estrategia del Caballo de Troya, sino también otra propuesta terapéutica relacionada con el uso de Temozolomide más DOXOrubicina. Esta estrategia demostró que el temozolomide logra penetrar la BBB por que interviene en la via de señalización de la Wnt/GSK3/β-catenina, la cual modula la expresión del transportador Pgp. Se demostró que el TMZ disminuye la proteína y el mRNA de Wnt3 permitiendo plantear la hipótesis de que la droga al disminuir la transcripción del gen Wnt3 en células de BBB, incrementa la activación de la vía fosforilando la β-catenina y conduciendo a disminuir la β-catenina nuclear y por tanto su unión al promotor del gen mdr1. Con base en los resultados este estudio permitió el reconocimiento de tres mecanismos básicos relacionados con la expresión de los transportadores ABC y asociados a las estrategias empleadas: el primero fue el uso de las estatinas, el cual condujo a la nitración de los transportadores disminuyendo su actividad por la via del factor de transcripción NFκB; el segundo a partir del uso del temozolomide, el cual metila el gen de Wnt3 reduciendo la actividad de la via de señalización de la la β-catenina, disminuyendo la expresión del transportador Pgp. El tercero consistió en la determinación de la relación entre el eje RhoA/RhoA quinasa como un modulador de la via (no canónica) GSK3/β-catenina. Se demostró que la proteína quinasa RhoA promovió la activación de la proteína PTB1, la cual al fosforilar a GSK3 indujo la fosforilación de la β-catenina, lo cual dio lugar a su destrucción por el proteosoma, evitando su unión al promotor del gen mdr1 y por tanto reduciendo su expresión. En conclusión las estrategias propuestas en este trabajo incrementaron la citotoxicidad de las células tumorales al aumentar la permeabilidad no solo de la barrera hematoencefálica, sino también de la propia barrera tumoral. Igualmente, la estrategia del “Caballo de Troya” podría ser útil para la terapia de otras enfermedades asociadas al sistema nervioso central. Por otra parte estos estudios indican que el reconocimiento de mecanismos asociados a la expresión de los transportadores ABC podría constituir una herramienta clave en el desarrollo de nuevas terapias anticáncer.

Las TIC en la administración de la cadena de suministro y su incidencia en el desempeño operacional

Las tecnologías de la información han empezado a ser un factor importante a tener en cuenta en cada uno de los procesos que se llevan a cabo en la cadena de suministro. Su implementación y correcto uso otorgan a las empresas ventajas que favorecen el desempeño operacional a lo largo de la cadena. El desarrollo y aplicación de software han contribuido a la integración de los diferentes miembros de la cadena, de tal forma que desde los proveedores hasta el cliente final, perciben beneficios en las variables de desempeño operacional y nivel de satisfacción respectivamente. Por otra parte es importante considerar que su implementación no siempre presenta resultados positivos, por el contrario dicho proceso de implementación puede verse afectado seriamente por barreras que impiden maximizar los beneficios que otorgan las TIC.

Análisis de los conceptos de la cadena de suministro y su relación con el desempeño organizacional

En el contexto de globalización, cambio y entornos más agresivos para las organizaciones, se hace necesario conocer el impacto de la administración de la cadena de suministro en el desempeño organizacional y cómo el fortalecimiento de la cadena permite a las organizaciones mantenerse en el mercado (Jacoby, 2009). Esta tendencia aplica para las organizaciones en todo el mundo, en el caso de las organizaciones Colombianas se requiere un trabajo académico donde se haga un análisis de los impactos de las cadenas de suministro en el desempeño organizacional (Ministerio de Transporte, Ministerio de Comercio, DIAN, & DNP, 2008). Una muestra de lo anterior es el hecho de que Colombia se encuentra en el puesto 97 en el ranking de desempeño logístico hecho por el Banco Mundial en 2014 (Banco Mundial, 2014). Esto demuestra la necesidad de mejorar los procesos logísticos en el país mediante el fortalecimiento de las cadenas de suministros, permitiendo una mayor eficiencia y capacidad de respuesta ante las demandas globales de los diferentes mercados en un entorno cambiante y agresivo. Por lo anterior se debe comprender y dimensionar el potencial impacto que tenga el desempeño organizacional y la correcta gestión de la cadena de suministros en el contexto Colombiano. Por consiguiente a través de una exhaustiva revisión literaria se buscaran los puntos de convergencia entre el desempeño organizacional y la cadena de suministros, haciendo uso del modelo Balance Score Card para analizar desde las perspectivas financiera, clientes, procesos internos e innovación y aprendizaje de las organizaciones, las actividades que involucran las cadena de suministro: aprovisionamiento, producción y distribución.

How can strategic philanthropy contribute to innovation for companies

This investigation proposes to explore the existing link between a strategic conception of philanthropy and innovation. Indeed, the nature of the research question relies on an unexplored field in the CSR and Innovation management academic literature. It starts with the interest to know which the benefits are for a firm encouraged to invest strategically in philanthropy. In this regard, the analysis contributes in fitting this gap by following different objectives in an exploratory perspective. Throughout the research it will be analyzed the concept and the current and past contributions on the different branches of innovation (product innovation, managerial innovation, technological innovation), to accentuate the relation between an accurate strategic approach to philanthropy and the impact on the organizational value. Indeed, analyzing philanthropic innovation may provide insights about business opportunities and notions related to social investments and profit. That aspect includes the link between those strategic decisions that a firm can use to maximize those investments as it was part of their core business. It also proves the existing link between CSR and innovation, and the possibilities that the enterprises have towards this subject.

Administración en la cadena de suministro y su relación con el desempeño de las PYME del sector agroindustrial

En la actualidad las organizaciones están en búsqueda de una mejora continua, esto lleva a que las empresas hagan una revisión de estrategias que permitan alcanzar una posición de líderes en los diferentes sectores en los que se desempeñan. Una de las estrategias para lograr un alto posicionamiento en las nuevas empresas es la adecuada gestión que hacen de la cadena de suministro. El sector agroindustrial tiene un amplia cadena de suministro desde la obtención de materias primas hasta la llegada al cliente final, por su gran magnitud requiere de una adecuada administración de procesos que permitan ser eficaces y eficientes para alcanzar logros propuestos, aprovechar los recursos limitados con los que cuentan para su cumplimiento y, por último, la capacidad propia para la transformación de sus recursos. Para lograr que las empresas obtengan ventajas competitivas, es necesario que los distintos eslabones de la cadena de suministros cuenten con una capacidad de interacción que les permita, tanto agilizar como asegurar el éxito durante la incorporación de los nuevos productos en el mercado. Por medio de esta investigación se busca esclarecer y analizar la importancia de la administración en la cadena de suministro y la relación con el desempeño, basándose en las Pymes del sector agroindustrial. La intención es evaluar la información de diversos autores quienes han hablado de la relación que existe entre la cadena de suministro y su desempeño, teniendo en cuenta variables como el sector agroindustrial y las Pymes.

Large-Scale Surface registration

The first part of this work presents an accurate analysis of the most relevant 3D registration techniques, including initial pose estimation, pairwise registration and multiview registration strategies. A new classification has been proposed, based on both the applications and the approach of the methods that have been discussed. The main contribution of this thesis is the proposal of a new 3D multiview registration strategy. The proposed approach detects revisited regions obtaining cycles of views that are used to reduce the inaccuracies that may exist in the final model due to error propagation. The method takes advantage of both global and local information of the registration process, using graph theory techniques in order correlate multiple views and minimize the propagated error by registering the views in an optimal way. The proposed method has been tested using both synthetic and real data, in order to show and study its behavior and demonstrate its reliability.

Controls on boundary layer ventilation: Boundary layer processes and large-scale dynamics

Midlatitude cyclones are important contributors to boundary layer ventilation. However, it is uncertain how efficient such systems are at transporting pollutants out of the boundary layer, and variations between cyclones are unexplained. In this study 15 idealized baroclinic life cycles, with a passive tracer included, are simulated to identify the relative importance of two transport processes: horizontal divergence and convergence within the boundary layer and large-scale advection by the warm conveyor belt. Results show that the amount of ventilation is insensitive to surface drag over a realistic range of values. This indicates that although boundary layer processes are necessary for ventilation they do not control the magnitude of ventilation. A diagnostic for the mass flux out of the boundary layer has been developed to identify the synoptic-scale variables controlling the strength of ascent in the warm conveyor belt. A very high level of correlation (R-2 values exceeding 0.98) is found between the diagnostic and the actual mass flux computed from the simulations. This demonstrates that the large-scale dynamics control the amount of ventilation, and the efficiency of midlatitude cyclones to ventilate the boundary layer can be estimated using the new mass flux diagnostic. We conclude that meteorological analyses, such as ERA-40, are sufficient to quantify boundary layer ventilation by the large-scale dynamics.

Combinatorial peptide ligand libraries and plant proteomics: a winning strategy at a price

The mechanism of action and properties of a solid-phase ligand library made of hexapeptides (combinatorial peptide ligand libraries or CPLL), for capturing the "hidden proteome", i.e. the low- and very low-abundance proteins constituting the vast majority of species in any proteome, as applied to plant tissues, are reviewed here. Plant tissues are notoriously recalcitrant to protein extraction and to proteome analysis. Firstly, rigid plant cell walls need to be mechanically disrupted to release the cell content and, in addition to their poor protein yield, plant tissues are rich in proteases and oxidative enzymes, contain phenolic compounds, starches, oils, pigments and secondary metabolites that massively contaminate protein extracts. In addition, complex matrices of polysaccharides, including large amount of anionic pectins, are present. All these species compete with the binding of proteins to the CPLL beads, impeding proper capture and identification / detection of low-abundance species. When properly pre-treated, plant tissue extracts are amenable to capture by the CPLL beads revealing thus many new species among them low-abundance proteins. Examples are given on the treatment of leaf proteins, of corn seed extracts and of exudate proteins (latex from Hevea brasiliensis). In all cases, the detection of unique gene products via CPLL capture is at least twice that of control, untreated sample.

Modelling heterotachy in phylogenetic inference by reversible-jump Markov chain Monte Carlo

The rate at which a given site in a gene sequence alignment evolves over time may vary. This phenomenon-known as heterotachy-can bias or distort phylogenetic trees inferred from models of sequence evolution that assume rates of evolution are constant. Here, we describe a phylogenetic mixture model designed to accommodate heterotachy. The method sums the likelihood of the data at each site over more than one set of branch lengths on the same tree topology. A branch-length set that is best for one site may differ from the branch-length set that is best for some other site, thereby allowing different sites to have different rates of change throughout the tree. Because rate variation may not be present in all branches, we use a reversible-jump Markov chain Monte Carlo algorithm to identify those branches in which reliable amounts of heterotachy occur. We implement the method in combination with our 'pattern-heterogeneity' mixture model, applying it to simulated data and five published datasets. We find that complex evolutionary signals of heterotachy are routinely present over and above variation in the rate or pattern of evolution across sites, that the reversible-jump method requires far fewer parameters than conventional mixture models to describe it, and serves to identify the regions of the tree in which heterotachy is most pronounced. The reversible-jump procedure also removes the need for a posteriori tests of 'significance' such as the Akaike or Bayesian information criterion tests, or Bayes factors. Heterotachy has important consequences for the correct reconstruction of phylogenies as well as for tests of hypotheses that rely on accurate branch-length information. These include molecular clocks, analyses of tempo and mode of evolution, comparative studies and ancestral state reconstruction. The model is available from the authors' website, and can be used for the analysis of both nucleotide and morphological data.

Direct repeats in the flavivirus 3' untranslated region; a strategy for survival in the environment?

Previously, direct repeats (DRs) of 20-70 nucleotides were identified in the 3' untranslated regions (3'UTR) of flavivirus sequences. To address their functional significance, we have manually generated a pan-flavivirus 3'UTR alignment and correlated it with the corresponding predicted RNA secondary structures. This approach revealed that intra-group-conserved DRs evolved from six long repeated sequences (LRSs) which, as approximately 200-nucleotide domains were preserved only in the genomes of the slowly evolving tick-borne flaviviruses. We propose that short DRs represent the evolutionary remnants of LRSs rather than distinct molecular duplications. The relevance of DRs to virus replication enhancer function, and thus survival, is discussed.

Evolutionary history of vegetative reproduction in Porpidia s. l. (lichen-forming ascomycota)

The evolutionary history of gains and losses of vegetative reproductive propagules (soredia) in Porpidia s.l., a group of lichen-forming ascomycetes, was clarified using Bayesian Markov chain Monte Carlo (MCMC) approaches to monophyly tests and a combined MCMC and maximum likelihood approach to ancestral character state reconstructions. The MCMC framework provided confidence estimates for the reconstructions of relationships and ancestral character states, which formed the basis for tests of evolutionary hypotheses. Monophyly tests rejected all hypotheses that predicted any clustering of reproductive modes in extant taxa. In addition, a nearest-neighbor statistic could not reject the hypothesis that the vegetative reproductive mode is randomly distributed throughout the group. These results show that transitions between presence and absence of the vegetative reproductive mode within Porpidia s.l. occurred several times and independently of each other. Likelihood reconstructions of ancestral character states at selected nodes suggest that - contrary to previous thought - the ancestor to Porpidia s.l. already possessed the vegetative reproductive mode. Furthermore, transition rates are reconstructed asymmetrically with the vegetative reproductive mode being gained at a much lower rate than it is lost. A cautious note has to be added, because a simulation study showed that the ancestral character state reconstructions were highly dependent on taxon sampling. However, our central conclusions, particularly the higher rate of change from vegetative reproductive mode present to absent than vice versa within Porpidia s.l., were found to be broadly independent of taxon sampling. [Ancestral character state reconstructions; Ascomycota, Bayesian inference; hypothesis testing; likelihood; MCMC; Porpidia; reproductive systems]

Inference on microsatellite mutation processes in the invasive mite, Varroa destructor, using reversible jump Markov chain Monte Carlo

Varroa destructor is a parasitic mite of the Eastern honeybee Apis cerana. Fifty years ago, two distinct evolutionary lineages (Korean and Japanese) invaded the Western honeybee Apis mellifera. This haplo-diploid parasite species reproduces mainly through brother sister matings, a system which largely favors the fixation of new mutations. In a worldwide sample of 225 individuals from 21 locations collected on Western honeybees and analyzed at 19 microsatellite loci, a series of de novo mutations was observed. Using historical data concerning the invasion, this original biological system has been exploited to compare three mutation models with allele size constraints for microsatellite markers: stepwise (SMM) and generalized (GSM) mutation models, and a model with mutation rate increasing exponentially with microsatellite length (ESM). Posterior probabilities of the three models have been estimated for each locus individually using reversible jump Markov Chain Monte Carlo. The relative support of each model varies widely among loci, but the GSM is the only model that always receives at least 9% support, whatever the locus. The analysis also provides robust estimates of mutation parameters for each locus and of the divergence time of the two invasive lineages (67,000 generations with a 90% credibility interval of 35,000-174,000). With an average of 10 generations per year, this divergence time fits with the last post-glacial Korea Japan land separation. (c) 2005 Elsevier Inc. All rights reserved.

A practical approach to a multi-level analysis with a sparse binary outcome within a large surgical trial

Objectives: To assess the potential source of variation that surgeon may add to patient outcome in a clinical trial of surgical procedures. Methods: Two large (n = 1380) parallel multicentre randomized surgical trials were undertaken to compare laparoscopically assisted hysterectomy with conventional methods of abdominal and vaginal hysterectomy; involving 43 surgeons. The primary end point of the trial was the occurrence of at least one major complication. Patients were nested within surgeons giving the data set a hierarchical structure. A total of 10% of patients had at least one major complication, that is, a sparse binary outcome variable. A linear mixed logistic regression model (with logit link function) was used to model the probability of a major complication, with surgeon fitted as a random effect. Models were fitted using the method of maximum likelihood in SAS((R)). Results: There were many convergence problems. These were resolved using a variety of approaches including; treating all effects as fixed for the initial model building; modelling the variance of a parameter on a logarithmic scale and centring of continuous covariates. The initial model building process indicated no significant 'type of operation' across surgeon interaction effect in either trial, the 'type of operation' term was highly significant in the abdominal trial, and the 'surgeon' term was not significant in either trial. Conclusions: The analysis did not find a surgeon effect but it is difficult to conclude that there was not a difference between surgeons. The statistical test may have lacked sufficient power, the variance estimates were small with large standard errors, indicating that the precision of the variance estimates may be questionable.

Population subdivision and molecular sequence variation: Theory and analysis of Drosophila ananassae data

Population subdivision complicates analysis of molecular variation. Even if neutrality is assumed, three evolutionary forces need to be considered: migration, mutation, and drift. Simplification can be achieved by assuming that the process of migration among and drift within subpopulations is occurring fast compared to Mutation and drift in the entire population. This allows a two-step approach in the analysis: (i) analysis of population subdivision and (ii) analysis of molecular variation in the migrant pool. We model population subdivision using an infinite island model, where we allow the migration/drift parameter Theta to vary among populations. Thus, central and peripheral populations can be differentiated. For inference of Theta, we use a coalescence approach, implemented via a Markov chain Monte Carlo (MCMC) integration method that allows estimation of allele frequencies in the migrant pool. The second step of this approach (analysis of molecular variation in the migrant pool) uses the estimated allele frequencies in the migrant pool for the study of molecular variation. We apply this method to a Drosophila ananassae sequence data set. We find little indication of isolation by distance, but large differences in the migration parameter among populations. The population as a whole seems to be expanding. A population from Bogor (Java, Indonesia) shows the highest variation and seems closest to the species center.

Combinatorial peptide ligand libraries and plant proteomics: a winning strategy at a price

The mechanism of action and properties of a solid-phase ligand library made of hexapeptides (combinatorial peptide ligand libraries or CPLL, for capturing the "hidden proteome", i.e. the low- and very low-abundance proteins Constituting the vast majority of species in any proteome. as applied to plant tissues, are reviewed here. Plant tissues are notoriously recalcitrant to protein extraction and to proteome analysis, Firstly, rigid plant cell walls need to be mechanically disrupted to release the cell content and, in addition to their poor protein yield, plant tissues are rich in proteases and oxidative enzymes, contain phenolic Compounds, starches, oils, pigments and secondary metabolites that massively contaminate protein extracts. In addition, complex matrices of polysaccharides, including large amount of anionic pectins, are present. All these species compete with the binding of proteins to the CPLL beads, impeding proper capture and identification I detection of low-abundance species. When properly pre-treated, plant tissue extracts are amenable to capture by the CPLL beads revealing thus many new species among them low-abundance proteins. Examples are given on the treatment of leaf proteins, of corn seed extracts and of exudate proteins (latex from Hevea brasiliensis). In all cases, the detection of unique gene products via CPLL Capture is at least twice that of control, untreated sample. (c) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.